技术领域
[0001] 本
发明涉及一种车载
风力发电的技术领域,具体涉及一种车载风力发电补能续航装置。
背景技术
[0002] 为响应国家新
能源政策,节能减排,这就需要人们对可持续新能源的开发,这样,
太阳能、
风能、
地热能等成为了人们的研究对象,一般的交通工具在行驶的过程中受到风阻,行驶的速度越快,风阻的系数越大、风阻越更加大,如果这风阻不被加以利用那必然浪费,在交通工具高速行驶
时空气会相
对流动产生风力的风阻,利用风力发电,再将
电能储存于交通工具的
蓄电池内,从而为交通工具上的
点火系统、照明系统、
空调系统等提供电能。
[0003] 风能发
电机的效率与发电机的
转子的转速有关,转速越高,发电效率越高,发电量越大。为了提高风能发电机的发电效率,目前一般都会通过
增速器对发电机的转子进行增速。但是由于增速器对发电机的转子是增速作用,所以增速器启动的时候需要一定的作用力,否则无法带动发电机的转子一起转动,因此对于车载风力发电装置而言,风能发电机启动就需要交通工具有一定的速度,只有达到这个速度之后才能启动风能发电机。如何才能够使车载风力发电装置启动所需的下限速度降低,以扩大车载风力发电装置发电的车速范围;以及如何提高风力发电装置的发电效率是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于:克服
现有技术的不足,提供一种车载风力发电补能续航装置,通过隔板将筒体分隔成增速器腔和发电机腔,在使用过程中,同时利用风能对增速器和发电机外转子驱动,从而不仅提高了发电的效率,而且还降低了高效发电所需的车辆速度下限值,即可以在较低的车速下也能实现高效发电;使得进入进风孔A或进风孔B的气流对于
叶片作用的效率最大化,提高了风能的利用率;通过挡风
块和
连杆的结构,使得经叶片反射后的气流能够再次作用于连杆,进一步提高风能的利用率;当叶片转动至正向面对进风孔A或进风孔B的时候,从进风孔A或进风孔B进入的气流全部作用于该叶片,避免当叶片转动至正向面对进风孔A或进风孔B的时候,该叶片与进风孔A或进风孔B的区域内还有其它叶片,因为其它叶片此时都无法正向面对从进风孔A或进风孔B进入的气流,会导致气流对其它叶片的作用率降低,进而导致风能利用率降低;进风孔A的口沿延伸至与隔板和端板A,所述进风孔B的口沿延伸至与隔板和端板B,尽可能增加进风量,以降低高效发电所需的车辆速度下限值;出风口位于进风口沿着叶片转动方向转动90度的
位置处,尽量缩短气流在桶体内流动距离,从而避免气流对其它叶片作用而产生反作用力;通过导风装置的作用,进一步增加进风量,以降低高效发电所需的车辆速度下限值;通过在设计时设计进风孔A和进风孔B的高度比值,从而调节增速器和发电机外转子之间最后平衡下的速度比,当进风孔A与进风孔B的高度比值越大,则最终平衡状态下的发电机外转子转速相对进风孔A与进风孔B的高度相等情况越高、发电效率相对进风孔A与进风孔B的高度相等情况越高,但是启动高效发电所需的车辆速度下限值会相对进风孔A与进风孔B的高度相等情况提高;当进风孔A与进风孔B的高度比值越小,则最终平衡状态下的发电机外转子转速相对相对进风孔A与进风孔B的高度相等的情况越低、发电效率相对进风孔A与进风孔B的高度相等情况越低,但是启动高效发电所需的车辆速度下限值会相对相对进风孔A与进风孔B的高度相等情况降低;以满足不同需求下对发电效率和启动高效发电所需的车辆速度下限值进行调整。
[0005] 本发明所采取的技术方案是:车载风力发电补能续航装置,包括筒体,所述筒体的两端分别固定有端板A和端板B,所述筒体内的中部固定有隔板,所述隔板将筒体内分成增速器腔和发电机腔,所述增速器腔内设有增速器,所述发电机腔内设有发电机,所述增速器和发电机的外转子传动连接、并均绕发电机
定子轴同向转动,所述发电机定子轴固定于筒体的轴心处,所述增速器的圆周面和发电机的外转子圆周面上分别均匀分布有多个叶片,所述筒体的
侧壁上分别设有进风口和出风口,沿着筒体内的气流方向、所述出风口位于进风口的后侧,所述进风口的进风方向为叶片经过进风口所在位置处的切线方向,所述进风口被隔板分隔成进风孔A和进风孔B,所述出风口被隔板分隔成出风孔A和出风孔B。
[0006] 本发明进一步改进方案是,所述叶片的迎风面的侧壁为沿转动方向一侧凸出的圆柱弧面结构,所述弧面的弧度小于等于90度,并且叶片外侧边沿的切线为与叶片该位置处与筒体的轴心的连线垂直。
[0007] 本发明更进一步改进方案是,当叶片转动至正向面对进风孔A或进风孔B的时候,所述叶片向进风孔A或进风孔B的投影分别将进风孔A或进风孔B完全
覆盖。
[0008] 本发明更进一步改进方案是,所述叶片通过连杆与增速器或发电机的外转子固定连接。
[0009] 本发明更进一步改进方案是,增速器腔内和发电机腔内、位于连杆的运动轨迹范围内分别固定有挡风块,当叶片转动至正向面对进风孔A或进风孔B的时候,进入进风孔A或进风孔B的气流吹向叶片后经过叶片的作用反射吹向所述挡风块。
[0010] 本发明更进一步改进方案是,所述挡风块包括两个挡风单元,其中一个挡风单元固定于端板A或端板B,另一个挡风单元固定于隔板,叶片转动经过挡风块的时候,连杆从挡风单元之间的间隙穿过。
[0011] 本发明更进一步改进方案是,所述挡风块面向叶片的端面上设有球弧面凹槽,经叶片反射的气流吹向挡风块的球弧面凹槽,并经过球弧面凹槽的作用反射吹向连杆。
[0012] 本发明更进一步改进方案是,经球弧面凹槽反射的气流吹向连杆的外侧端。
[0013] 本发明更进一步改进方案是,所述连杆的截面为椭圆形,并且椭圆形的长轴平行于筒体的轴心。
[0014] 本发明更进一步改进方案是,当叶片转动至正向面对进风孔A或进风孔B的时候,从进风孔A或进风孔B进入的气流全部作用于该叶片。
[0015] 本发明更进一步改进方案是,所述进风孔A的口沿延伸至与隔板和端板A,所述进风孔B的口沿延伸至与隔板和端板B。
[0016] 本发明更进一步改进方案是,所述出风口位于进风口沿着叶片转动方向转动90度的位置处。
[0017] 本发明更进一步改进方案是,所述进风口设有导风装置,所述隔板将导风装置分隔成与进风孔A对应的导风孔A和与进风孔B对应的导风孔B。
[0018] 本发明的有益效果在于:第一、本发明的一种车载风力发电补能续航装置,通过隔板将筒体分隔成增速器腔和发电机腔,在使用过程中,同时利用风能对增速器和发电机外转子驱动,从而不仅提高了发电的效率,而且还降低了高效发电所需的车辆速度下限值,即可以在较低的车速下也能实现高效发电。
[0019] 第二、本发明的一种车载风力发电补能续航装置,通过叶片的结构,使得进入进风孔A或进风孔B的气流对于叶片作用的效率最大化,提高了风能的利用率。
[0020] 第三、本发明的一种车载风力发电补能续航装置,通过挡风块和连杆的结构,使得经叶片反射后的气流能够再次作用于连杆,进一步提高风能的利用率。
[0021] 第四、本发明的一种车载风力发电补能续航装置,当叶片转动至正向面对进风孔A或进风孔B的时候,从进风孔A或进风孔B进入的气流全部作用于该叶片,避免当叶片转动至正向面对进风孔A或进风孔B的时候,该叶片与进风孔A或进风孔B的区域内还有其它叶片,因为其它叶片此时都无法正向面对从进风孔A或进风孔B进入的气流,会导致气流对其它叶片的作用率降低,进而导致风能利用率降低。
[0022] 第五、本发明的一种车载风力发电补能续航装置,进风孔A的口沿延伸至与隔板和端板A,所述进风孔B的口沿延伸至与隔板和端板B,尽可能增加进风量,以降低高效发电所需的车辆速度下限值。
[0023] 第六、本发明的一种车载风力发电补能续航装置,出风口位于进风口沿着叶片转动方向转动90度的位置处,尽量缩短气流在桶体内流动距离,从而避免气流对其它叶片作用而产生反作用力。
[0024] 第七、本发明的一种车载风力发电补能续航装置,通过导风装置的作用,进一步增加进风量,以降低高效发电所需的车辆速度下限值。
[0025] 第八、本发明的一种车载风力发电补能续航装置,通过在设计时设计进风孔A和进风孔B的高度比值,从而调节增速器和发电机外转子之间最后平衡下的速度比,当进风孔A与进风孔B的高度比值越大,则最终平衡状态下的发电机外转子转速相对进风孔A与进风孔B的高度相等情况越高、发电效率相对进风孔A与进风孔B的高度相等情况越高,但是启动高效发电所需的车辆速度下限值会相对进风孔A与进风孔B的高度相等情况提高;当进风孔A与进风孔B的高度比值越小,则最终平衡状态下的发电机外转子转速相对相对进风孔A与进风孔B的高度相等的情况越低、发电效率相对进风孔A与进风孔B的高度相等情况越低,但是启动高效发电所需的车辆速度下限值会相对相对进风孔A与进风孔B的高度相等情况降低;以满足不同需求下对发电效率和启动高效发电所需的车辆速度下限值进行调整。
[0026]
附图说明:图1为本
申请去除端板A后的主视示意图。
[0027] 图2为本申请去除端板B后的后视示意图。
[0028] 图3为本申请进风口中心位置处的轴向截面剖视示意图。
[0029] 具体实施方式:结合图1 图3可知,本发明包括筒体1,所述筒体1的两端分别固定有端板A15和端板~
B16,所述筒体1内的中部固定有隔板2,所述隔板2将筒体1内分成增速器腔11和发电机腔
12,所述增速器腔11内设有增速器4,所述发电机腔12内设有发电机13,所述增速器4和发电机13的外转子传动连接、并均绕发电机定子轴3同向转动,所述发电机定子轴3固定于筒体1的轴心处,所述增速器4的圆周面和发电机13的外转子圆周面上分别均匀分布有多个叶片
7,所述筒体1的侧壁上分别设有进风口和出风口,沿着筒体1内的气流方向、所述出风口位于进风口的后侧,所述进风口的进风方向为叶片7经过进风口所在位置处的切线方向,所述进风口被隔板2分隔成进风孔A5和进风孔B5’,所述出风口被隔板2分隔成出风孔A6和出风孔B6’;所述叶片7的迎风面的侧壁为沿转动方向一侧凸出的圆柱弧面结构,所述弧面的弧度小于等于90度,并且叶片7外侧边沿的切线为与叶片7该位置处与筒体1的轴心的连线垂直;当叶片7转动至正向面对进风孔A5或进风孔B5’的时候,所述叶片7向进风孔A5或进风孔B5’的投影分别将进风孔A5或进风孔B5’完全覆盖;所述叶片7通过连杆8与增速器4或发电机13的外转子固定连接;增速器腔11内和发电机腔12内、位于连杆8的运动轨迹范围内分别固定有挡风块9,当叶片7转动至正向面对进风孔A5或进风孔B5’的时候,进入进风孔A5或进风孔B5’的气流吹向叶片7后经过叶片7的作用反射吹向所述挡风块9;所述挡风块9包括两个挡风单元,其中一个挡风单元固定于端板A15或端板B16,另一个挡风单元固定于隔板2,叶片7转动经过挡风块9的时候,连杆8从挡风单元之间的间隙14穿过;所述挡风块9面向叶片7的端面上设有球弧面凹槽17,经叶片7反射的气流吹向挡风块9的球弧面凹槽17,并经过球弧面凹槽17的作用反射吹向连杆8;经球弧面凹槽17反射的气流吹向连杆8的外侧端;所述连杆8的截面为椭圆形,并且椭圆形的长轴平行于筒体1的轴心;当叶片7转动至正向面对进风孔A5或进风孔B5’的时候,从进风孔A5或进风孔B5’进入的气流全部作用于该叶片7;所述进风孔A5的口沿延伸至与隔板2和端板A15,所述进风孔B5’的口沿延伸至与隔板2和端板B16;所述出风口位于进风口沿着叶片7转动方向转动90度的位置处;所述进风口设有导风装置,所述隔板2将导风装置分隔成与进风孔A5对应的导风孔A10和与进风孔B5’对应的导风孔B10’。
[0030] 由于增速器4对于发电机13的外转子是起到增速传动的作用,所以增速器4启动所需的作用力大于发电机13的外转子启动所需的作用力。
[0031] 当车辆的速度很慢,进入进风孔A5和进风孔B5’的气流很慢,连发电机13的外转子都不足以驱动的时候,本发明无法启动。
[0032] 当车辆的速度较慢,进入进风孔A5和进风孔B5’的气流较慢,仅能驱动发电机13的外转子而无法驱动增速器4的时候,增速器4一开始作为负载,发电机13的外转子能够缓慢转动进行发电,同时通过传动装置驱动增速器4;当增速器4在发电机13的外转子传动下、结合进风孔A5的气流使增速器4的转速逐渐提高,直至增速器4能够给发电机13的外转子增速,提高进而发电效率;并最终使增速器4的转速与发电机13的外转子的转速达到平衡。
[0033] 当车辆的速度较快,进入进风孔A5和进风孔B5’的气流较快,能够
直接驱动增速器4的时候,增速器4通过传动装置直接传动发电机13的外转子高速转动,并结合进风孔B5’的气流作用,进一步提高发电机13的外转子转速,直至使增速器4的转速与发电机13的外转子的转速达到平衡;实现了发电机的高效发电。
[0034] 发电机13所发的电能够通过
蓄电池进行储能,以给车辆提供电能续航。
[0035] 另外,本发明还可以应用于各种交通工具,还可以应用于其它形式的风能发电机中,并且都能降低风能发电机启动所需的风力下限值,也都能提高风能发电机的发电效率。